Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

State of the art in technologies of the biogas production increasing during methane digestion of sewage sludge

Wiśniowska E., Włodarczyk-Makuła M.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2018

|

Vol. 28, no. 1

64--76

EN

At present many WWTPs are focused on increasing quantity of biogas generated during sewage sludge processing. Various disintegration methods can be used for this purpose – thermal heating, ultrasonic disintegration, chemical treatment. The limiting step in sewage sludge digestion is hydrolysis, increasing the rate of this process allows for shortening solids retention time in digester, increasing soluble COD concentration in the reject water and as a result also biogas production. In technical scale ultrasonic and thermal disintegration are used. The most effective are ultrasounds below 100 Hz. In thermal conditioning various technological parameters are applied (from 60 – 80°C to even 250°C, retention times from 15 min. to 2 hours). Effectiveness of the processes can be increased by using combined processes, e.g. thermal treatment and chemical stabilization. Chemical methods are at present mainly applied in laboratory scale. They include alkaline and acidic pretreatment or advanced chemical oxidation methods.

PL

Obecnie wiele oczyszczalni ścieków zainteresowanych jest zwiększaniem produkcji biogazu powstającego podczas stabilizacji osadów ściekowych. W tym celu mogą być wykorzystywane różne metody dezintegracji: termiczne, ultradźwiękowe lub chemiczne. Limitującym etapem procesu fermentacji metanowej jest hydroliza. Poprzez zwiększenie szybkości hydrolizy uzyskuje się skrócenie czasu zatrzymania osadów w komorze fermentacyjnej oraz zwiększenie zawartości rozpuszczalnego ChZT w cieczy osadowej, a w rezultacie zwiększenie produkcji biogazu. W skali technicznej dotychczas były wykorzystywane ultradźwięki oraz metody termiczne. Największą efektywność uzyskuje się stosując ultradźwięki o częstotliwości poniżej 100 Hz. W przypadku dezintegracji termicznej stosowane są zróżnicowanie parametry technologiczne (od 60 - 80°C do nawet 250°C, czas obróbki od 15 min. do 2 godz.). Efektywność procesu może być zwiększona przez zastosowanie kombinacji procesów, np. termicznych i chemicznych. Metody dezintegracji chemicznej są obecnie stosowane przede wszystkim w skali laboratoryjnej. Do metod chemicznych zaliczamy obróbkę kwasami, alkaliami oraz zaawansowane procesy utleniania.

2

Effect of silicates on methane digestion of sewage sludge

Wiśniowska E., Włodarczyk-Makuła M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 4

493--502

EN

Effect of clinoptylolite and bentonite admixture on balance of ammonium nitrogen and phosphates in reject water during methane digestion of excess sludge was evaluated. Concentration of ammonium nitrogen and phosphates in reject water separated from the sludge with silicates amendment and without it (control sludge) was analysed to compare the effectiveness of biogenic compounds removal. Simultaneously effect of silicates addition on biogas production and fractions of phosphorus was analysed. Doses of silicates at level no higher than used in wastewater treatment by activated sludge process were added to methane digestion chamber. The doses were equal to 0.5, 1.0 and 2.0 g · L–1. Research work was conducted under laboratory conditions for 21 days. Admixture of silicates did not decrease concentration of ammonium nitrogen in reject water but reduced phosphates content in this medium compared to control sample. Under experimental conditions clinoptylolite was more effective in biogens removal than bentonite. Increase in biogas production was especially visible during days from 1 to 16; after that time it decreased in samples with silicates more rapidly than in control reactor. However silicates admixture increased total biogas production by maximum 17% compared to control sample. Clinoptylolite and bentonite admixture increased percent shares of phosphorus associated with carbonates in sewage sludge. Increase in II-nd fraction share was proportional to the dose of silicates. In control sample the dominant fraction of phosphorus in sewage sludge was the III-rd; in samples with silicate admixture percent shares of II-nd nad III-rd fractions were comparable. The conclusion from the research work is as follows: at doses used in wastewater treatment technology to support activated sludge process silicates do not affect the composition of reject water significantly. However addition of natural sorbents positively affected anaerobic degradation of sewage sludge.

PL

W badaniach analizowano wpływ dodatku dwóch rodzajów krzemianów - klinoptylolitu i bentonitu na stężenie azotu amonowego oraz fosforanów w cieczach osadowych podczas fermentacji metanowej nadmiernych osadów ściekowych pobranych z oczyszczalni z biologicznym usuwaniem związków biogennych. Wyniki porównywano z uzyskiwanymi w próbkach bez domieszki krzemianów. Analizowano także wpływ dodatku krzemianów na produkcję biogazu oraz frakcje fosforu w osadach. Stosowane dawki krzemianów były porównywalne do wykorzystywanych w procesach tlenowego rozkładu zanieczyszczeń w technologii osadu czynnego. Stosowane dawki wyniosły 0,5, 1 i 2 g krzemianu/dm3. Fermentację osadów prowadzono w warunkach laboratoryjnych przez 21 dób. Właściwości fizyczno-chemiczne oznaczano w dniu 0 oraz po 7, 14 i 21 dobach. Po wprowadzeniu krzemianów nie uzyskano zmniejszenia stężenia azotu amonowego w cieczach osadowych, jednakże zaobserwowano obniżenie stężenia fosforanów w porównaniu z próbką kontrolną. W warunkach eksperymentu klinoptylolit był bardziej efektywny w usuwaniu związków biogennych niż bentonit. Obecność krzemianów miała wpływ na wzrost produkcji biogazu o ok. 17% w porównaniu z próbką kontrolną. Było to szczególnie widoczne w pierwszych 16 dniach prowadzenia procesu. Po tym czasie w reaktorach zawierających krzemiany nastąpiło szybsze załamanie się produkcji biogazu niż w próbce kontrolnej. Ponadto w obecności krzemianów zwiększył się udział w osadzie frakcji fosforu zasocjowanej z węglanami (frakcja II). Wzrost udziału frakcji II był proporcjonalny do wzrostu dawki krzemianów. W próbce kontrolnej dominującą frakcją była frakcja III. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że w dawkach stosowanych w technologii ścieków do wspomagania procesów biologicznych krzemiany nie powodowały istotnych statystycznie zmian stężenia biogenów w cieczach osadowych w porównaniu z próbką kontrolną. Dodatek krzemianów pozytywnie wpływał na przebieg fermentacji metanowej osadów, m.in. umożliwiając zwiększenie ilości wytwarzanego biogazu.

3

Dezintegracja osadów w kontekście wzrostu produkcji biogazu

Zielewicz E.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 2

69--75

PL

Wzmożone pozyskiwanie biogazu w procesach fermentacji metanowej, jako źródła energii odnawialnej, jest aktualnie postrzegane jako zadanie priorytetowe w przy podejściu do zagadnień intensyfikacji procesu fermentacji metanowej. W artykule przedstawiono dezintegrację osadów nadmiernych jako jedna z metod intensyfikacji tego procesu, przy czym skoncentrowano się na dezintegracji ultradźwiękowej. Przedstawione w artykule wyniki badań własnych wykazały, iż podatność dziewięciu przebadanych osadów z polskich oczyszczalni ścieków na dezintegracje ultradźwiękową była skrajnie różna i zależała od właściwości fizykochemicznych osadów ściekowych, a parametrem, który znacząco wpływał na efekty dezintegracji ultradźwiękowego była sucha masa osadów. Tylko 3 osady okazały się podatne na działanie pola ultradźwiękowego, przy czym tylko w jednym przypadku skuteczna dezintegracja znalazła odzwierciedlenie w znaczącym, 40% przyroście biogazu. Efekt technologiczny dezintegracji wyraził się w skróceniu czasu fazy hydrolitycznej fermentacji.

EN

Increase of biogas from methane fermentation processes, as a source of renewable energy, is currently perceived as a priority in at the approach to the issues of intensifying the process of anaerobic digestion. The article presents the disintegration of excess sludge as a method of intensification of this process, which focuses on ultrasonic disintegration. The results of the own study showed that the susceptibility of 9 tested sludge from wastewater treatment plants on ultrasonic disintegration was extremely variable and depend on the physicochemical properties of sludge and parameter which significantly influenced the effects of the disintegration of the ultrasound was dry mass of sludge. Only three of sludge were found to be susceptible to the action of the ultrasound field, but only in one case, the effective disintegration was reflected in a significant 40% increase of biogas. The effect of technological disintegration expressed in reduced time of hydrolytic phase of fermentation.

4

Organic recycling of municipal waste: composting or methane digestion - pros and cons

Rosik-Dulewska Cz.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2005

|

T. 21, z. 4

57-72

EN

Increasing problems related to disposal and utilization of the organic waste, also this separated from municipal waste contribute to a clear interest in various methods for its handling. The EU Directive on waste disposal was issued in April 1999 (a corresponding Polish resolution in 2003) that enforces a gradual reduction of organic waste content to approximately 10% in 2015 both in the Member States Countries. This requirement sets up appropriate strategic actions aimed at selection and disposal of the organic fraction of municipal waste. Application of combined mechanical and biological methods of waste processing in medium-sized regional waste processing plants may serve as an effective altemative aiming at the reduction of waste volume and its safe landfilling. As the experiences of the countries highly advanced in application of innovative solutions in waste management show, implementation of the presently used conventional methods for waste recycling and utilization will be maintained also in the future, with some of the technologies becoming subject to improvements and thus gaining advances in the technical level of solutions in individual methods. Beside the principal objective of reducing the volume of municipal waste disposed at the landfills and the need for its utilization, recycling of organic waste (also this separated from municipal waste) should have its economic aspect since any activity in this area will sooner or later be subject to evaluation using economic criteria. Generally both methods are considered effective on condition they are operated appropriately and bring specific measurable effects. Especial biological methods of biowaste processing: composting and digestion have already got a recognised position in waste management. The proposed composting technologies for organic waste allow producing compost of high-quality and a wide spectrum of applications. Application of technologies for anaerobic digestion of organic matter in bioreactors under specific conditions has become more and more common enabling production of biogas with a potential to be used for energetic purposes and a residue of fertilizing properties. Both methods represent specific advantages and disadvantages. Selection of a composting or digestion alternative depends on a number of criteria and first of all on local, area-specific conditions that should be taken account of when developing plans addressing organic waste problems.

PL

Narastające problemy z unieszkodliwianiem i wykorzystaniem odpadów organicznych, także tych wydzielonych z odpadów komunalnych, są przyczyną widocznego zainteresowania różnymi formami postępowania. W kwietniu 1999 r. wydana została Dyrektywa UE (rozporządzenie w Polsce od 2003 r.) nt. składowania, która wymusza na krajach członkowskich UE stopniowe redukowanie zawartości frakcji organicznej w składowanych odpadach. Wymóg ten określa odpowiednie działania strategiczne zmierzające do wydzielenia i unieszkodliwienia frakcji organicznej odpadów komunalnych. Zastosowanie mechaniczno-biologicznych metod przerobu odpadów mieszanych może stanowić efektywną opcję ich przekształcania w celu redukcji objętości i bezpiecznego składowania, szczególnie w przypadku średniej wielkości zakładów regionalnych. Jak wskazują doświadczenia krajów zaawansowanych w stosowaniu nowoczesnych rozwiązań w gospodarowaniu odpadami, jeszcze przez wiele lat będą wprowadzane obecnie stosowane podstawowe metody odzysku i unieszkodliwiania odpadów, natomiast doskonalone będą tylko wybrane technologie. Recykling odpadów organicznych (także tych wydzielonych z odpadów komunalnych), oprócz zasadniczego celu, jakim jest zmniejszenie ilości odpadów komunalnych deponowanych na składowiskach oraz potrzeby ich wykorzystania, musi uwzględniać również swój aspekt ekonomiczny, ponieważ każde działanie w tym zakresie wcześniej czy później będzie podlegało ocenie poprzez kryterium ekonomiczne. Generalnie uważa się, że każdy ze sposobów jest dobry, o ile prowadzony jest prawidłowo i przynosi określone, wymierne efekty. Szczególnie biologiczne metody przetwarzania odpadów organicznych, tj. kompostowanie i fermentacja posiadają już określoną pozycję w gospodarce odpadami. Proponowane technologie kompostowania wydzielonej frakcji organicznej pozwalają na uzyskanie kompostu wysokiej jakości i o szerokim zakresie stosowania. Coraz częściej stosuje się także technologie beztlenowego rozkładu substancji organicznej w bioreaktorach, których produktami są: biogaz z możliwością energetycznego wykorzystania oraz pozostałość o właściwościach nawozowych. Obie metody mają określone zalety i wady. Wybór wariantu kompostowania lub fermentacji zależy od szeregu kryteriów, a przede wszystkim od specyficznych uwarunkowań lokalnych, które należy wziąć pod uwagę przy planowaniu rozwiązania problemu odpadów organicznych.